活性氧化鋁在吸附及催化領(lǐng)域的應(yīng)用
活性氧化鋁具有較大的比表面積、多種孔隙結(jié)構(gòu)及孔徑分布、豐富的表面性質(zhì),因此,在吸附劑、催化劑及催化劑載體方面有著廣泛的用途。
吸附劑及催化劑
活性氧化鋁作為吸附劑的主要的工業(yè)應(yīng)用包括氣體干燥、液體干燥、水質(zhì)凈化、石油工業(yè)的選擇吸附以及色層分離工藝等。
由于活性氧化鋁對水有較強的親和力,因此在氣體干燥中得到了廣泛應(yīng)用。能夠用活性氧化鋁干燥的氣體主要有:乙炔、裂解氣、焦?fàn)t氣、氫氣、氧氣、空氣、乙烷、氯化氫、丙烷、氨氣、乙烯、硫化氫、丙烯、氬氣、甲烷、二氧化硫、二氧化碳、天然氣、氦氣、氮氣、氯氣等。由于活性氧化鋁吸附水時放出大量的熱,因此,應(yīng)用時要綜合干燥能力、干燥速度、換熱及再生方式等進(jìn)行設(shè)計。
中國已知的鋁土礦儲量約為23億t ,居世界第五位。與其他加工鋁土礦的國家不同,中國鋁土礦礦石98 %以上有硬水鋁石存在的特點,含有約80 %的硬水鋁石。中國鋁土礦中的脈石礦物主要是高嶺石、葉蠟石和伊利石,其余是少量的鈦和鐵雜質(zhì)。這些脈石礦物經(jīng)常以細(xì)粒浸染的包體形式存在。中國硬水鋁石礦石一個不理想的特點是低鋁硅比,典型的范圍為4~6 。
包括硬水鋁石(Al?O?·H?O) 、高嶺石(Al4〔Si4O10〕(OH)8) 、葉蠟石(Al2〔Si4O10〕(OH) 2 ) 和伊利石( K1 - x (H2O) xAl2〔AlSi3O10〕(OH) 2 - x ( H2O)x)的所有主要組分均含有鋁,這就為選擇性浮選提供了機會。然而,有價礦物硬水鋁石沒有太高的鋁含量,也沒有與脈石黏土礦物差別太大的晶體結(jié)構(gòu)。
發(fā)現(xiàn)了對這些黏土礦物的一種強捕收劑后,對硬水鋁石礦石反浮選的第二個要求是尋找一種對硬水鋁石的抑制劑,而且也可作為一種分散劑。由于從理論分析可知,需要對硬水鋁石進(jìn)行分散,否則它將與細(xì)粒黏土礦物產(chǎn)出雜凝聚,從而導(dǎo)致明顯的機械夾帶和較差的泡沫質(zhì)量。業(yè)已發(fā)現(xiàn),DDA在從pH4~10的寬范圍內(nèi)能有效浮出硬水鋁石,預(yù)計DN12也有類似性能,這就為硬水鋁石礦石的反浮選提供了機遇。因此進(jìn)行了一些努力來試驗無機多磷酸鹽作為硬水鋁石潛在的分散劑/ 抑制劑。
應(yīng)用上述研究所得到的基礎(chǔ)知識,使用中國河南省的硬水鋁石試樣進(jìn)行了反浮選分離試驗。給礦試樣進(jìn)行了分析,從一個鋁硅比5.7 的給礦,反浮選產(chǎn)出精礦, 氧化鋁回收率為86 % ,鋁硅比為10.6 ,這種精礦適于作為拜耳法的原料。
在中國全國基礎(chǔ)研究和開發(fā)計劃的資金支持下,中國中南大學(xué)胡教授領(lǐng)導(dǎo)下的研究組成功地研究了硬水鋁石礦石的反浮選工藝,分選指標(biāo)達(dá)到了用陰離子捕收劑直接浮選硬水鋁石的同等水平。